時間:2022-08-05 14:40:19來源:中國傳動網
電感式傳感器是利用電磁感應定律,通過線圈的自感和互感的變化來實現非電量測量的一種裝置。其特點便是使用電感的物理特性,不直接接觸被測物,便可測量位移、振動、壓力、流量等信號。
電感式傳感器的工作原理是電磁感應,它是把被測量如位移等,轉換為電感量變化的一種裝置。電感式傳感器具有結構簡單, 工作可靠, 測量精度高, 零點穩定, 輸出功率較大等一系列優點, 其主要缺點是靈敏度、線性度和測量范圍相互制約, 傳感器自身頻率響應低, 不適用于快速動態測量。
一、電感式傳感器特點
電感式傳感器可以實現信息的遠距離傳輸、記錄、顯示以及控制的功能,它在工業自動控制系統中被廣泛的采用。它主要具有以下特點:
(1)結構簡單,傳感器無活動電觸點,因此工作可靠壽命長。
(2)具有很高的靈敏度以及分辨力,可以測出0.01微米的位移變化,且它的輸出信號強,電壓靈敏度一般每毫米的位移可達數百毫伏的輸出。
(3)線性度和重復性都比較好,在一定位移范圍內,傳感器非線性誤差可達0.05%~0.1%。
二、電感式傳感器裝置分類
電感式傳感器分為三種類型:改變氣隙厚度 δ 的自感傳感 器,即變間隙式電感傳感;改變氣隙截面 S 的自感傳感器,即 變截面式電感傳感器;同時改變氣隙厚度 δ 和氣隙截面 S 的自 感傳感器,即螺管式電感傳感器。
變間隙型電感傳感器
這種傳感器的氣隙 δ 隨被測量的變 化而改變,從而改變磁阻。 它的靈敏度和非線性都隨氣隙的增 大而減小,因此常常要考慮兩者兼顧. δ 一般取在 0. 1 ~ 0. 5 毫 米之間。
改變面積型電感傳感器
這種傳感器的鐵芯和銜鐵之間的 相對覆蓋面積( 即磁通截面) 隨被測量的變化而改變,從而改 變磁阻. 它的靈敏度為常數,線性度也很好。 螺管插鐵型電感傳感器。 它由螺管線圈和與被測物體相連 的柱型銜鐵構成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻 的變化。 銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量。這種傳 感器的量程大,靈敏度低,結構簡單,便于制作。
螺管插鐵型電感傳感器
它由螺管線圈和與被測物體相連的柱型銜鐵構成。其工作原理基于線圈磁力線泄漏路徑上磁阻的變化。銜鐵隨被測物體移動時改變了線圈的電感量。這種傳感器的量程大,靈敏度低,結構簡單,便于制作。
三、電感式傳感器的應用
傳感器作為采集和獲取信息的工具,對系統的自動化檢測和質量監測起著重要作用。電感式傳感器是一種互感式電感傳感器,它可將微小的機械量,如位移、振動、壓力造成的長度、內徑、外徑、不平行度、不垂直度、偏心、橢圓度等非電量物理量的幾何變化轉換為電信號的微小變化,轉化為電參數進行測量,是一種靈敏度較高的傳感器,具有結構簡單可靠、輸出功率大、抗阻抗能力強、對工作環境要求不高、穩定性好等一系列優點,因而被廣泛應用于各種工程物理量檢測與自動控制系統中。
電感式傳感器作為一種位置反饋元件,目前已經廣泛應用于幾乎所有自動化控制的工業領域之中,對檢測和自動控制系統的可靠運行具有關鍵性的作用。
機械加工
(1)電感式傳感器可以用于測量位移、尺寸、壓力等物理量。
(2)用電感式位移傳感器可以提高軸承制造的精度,
(3)用電感測微儀測量來微小精密尺寸的變化,
(4)實現液壓閥開口位置的精準測量,
(5)用于設計智能紡織品的柔性傳感器,
(6)用電感傳感器原理的孔徑錐度誤差測量儀,
(7)用電感傳感器檢測潤滑油中磨粒;
(8)用電感傳感器監測吊具導向輪等等。
(9)利用電感式傳感器可以實現工件的高精度加工,可以實現工件加工流程的自動化操作,還能對工件進行探傷。
機器人
電感傳感器還可用來做磁敏速率開關、齒輪齡條測速,鏈輪齒速率檢測等,如機器人機械臂的運動軌跡需要嚴格控制,使用電感式傳感器可以對機械臂的位置進行限位,對機械臂中的齒輪轉動速度和位置進行監控,保證機械臂的穩定運行。鏈輪齒速率檢測,鏈輸送帶的速率和距離檢測,齒輪齡計數轉速表及汽車防護系統的控制等。此外該類傳感器還可用在給料管系統中小物體檢測、物體噴出控制、斷線監測、小零件區分、厚度檢測和位置控制等。
智能機械
電感傳感器還可用來鏈輸送帶的速率和距離檢測,齒輪齡計數轉速表及汽車防護系統的控制等。比如貨車卸貨時,對箱斗的位置要進行一個限制,箱斗的升舉范圍只能控制在一定限度,使用接近式傳感器可以檢測箱斗的升舉高度從而控制液壓系統進行限位。
其他應用
電感式傳感器還可以應用于磨加工主動測量、測量長度位移量和制作電子測微儀等。
四、電感式傳感器的優缺點
電感式傳感器的主要優點是:
1、結構簡單,可靠;
2、靈敏度高,最高分辨力達0.1μm ;
3、測量精確度高,輸出線性度可達±0.1% ;
4、輸出功率較大,在某些情況下可不經放大,直接接二次儀表。
電感式傳感器的缺點是:
1、傳感器本身的頻率響應不高,不適于快速動態測量;
2、對激磁電源的頻率和幅度的穩定度要求較高;
3、傳感器分辨力與測量范圍有關,測量范圍大,分辨力低,反之則高。
五、電感式傳感器產品要求
1、檢測距離的衰減性?;N為鐵質,適合電感式傳感器檢測;而滑翹被測部分的尺寸略小于標準檢測物尺寸(標準被測物尺寸為3倍額定檢測距離,此應用中,標準尺寸應為120*120mm),這樣的話就會有一定的衰減。
2、現場抗干擾能力。這個是不容忽視的問題,普通電感式傳感器容易被電機或變頻器干擾,很多技術人員只對在此附近的應用選擇相應強抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間,廠房大,現場技術人員習慣使用對講機溝通,尤其是邊走邊用對講機對話時,會不經意的靠近傳感器,導致短暫失效。
3、安裝方面。隨著電感式傳感器的普及,傳感器不僅僅在電氣性能方面有所提升,其機械方面的設計也越來越人性化。要在最大程度的實現人性化安裝。減少了多種近似產品的備貨和減少了安裝、維護的時間。
4、穩定運行的保障。在車廠的使用中,要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外,滑翹經過軌道時,震動是長期存在的,優異的抗震動性同樣是有著非常重要的作用。
文章來源:億佰特物聯網應用,電子產品世界,OFweek維科網
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